DE3117893C2

DE3117893C2 -

Info

Publication number: DE3117893C2
Application number: DE19813117893
Authority: DE
Inventors: Joerg Dipl.-Ing. Haendle; Hartmut Ing.(Grad.) 8520 Erlangen De Sklebitz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-05-06
Filing date: 1981-05-06
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE3117893A1

Description

Die Erfindung betrifft eine kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernseh aufnahmeröhre, bei der der Ausgangsschirm des Röntgenbildver stärkers mit dem Eingangsschirm des Fernsehaufnahmesystems ver einigt ist und aus einem Schichtsystem besteht. Derartige Röh ren dienen zur direkten Umwandlung von Röntgenstrahlenbildern in Fernsehsignale.

In dem Berichtsband des "5. Symposium on photoelectronic image devices", London 1971, Seiten 1061 bis 1067, ist in dem Aufsatz: "X-Ray Camera Tube with SEC-Target" von Fenner et al. eine der artige kombinierte Bildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre beschrie ben, bei der der Ausgangsleuchtschirm des Bildverstärkers und die Eingangsschicht des angeschmolzenen Vidikons durch ein SEC- (Secondary-Electron-Conduction-)Target mit einer KC1-Schicht ersetzt sind. Eine derartige Aufnahmeröhre ist in der US-PS 36 88 122 beschrieben. Die auf diesem SEC-Target auftreffenden fokussierten Elektronen erzeugen ein Ladungsbild, das in der gleichen Weise wie bei einem Vidikon abgetastet wird. Da die KC1-Schicht des SEC-Targets ihre optimalen Eigenschaften beim Einfall von mit nur 8 kV beschleunigten Elektronen hat, während die Beschleunigungsspannung im Röntgenbildverstärker im allge meinen 25 kV beträgt, verringert sich entweder die Bildqualität des Bildverstärkers und/oder aber die Effektivität des SEC-Tar gets. Weiterhin treten bei dem Herstellungsprozeß einer Röhre mit dieser sehr hygroskopischen KC1-Schicht Schwierigkeiten auf.

Aus der DE-AS 12 27 504 ist ein mit Mosaik-Speicherelektroden versehener Photohalbleiter-Ladungsbild-Speicherschirm bekannt, bei dem auf Kosten der Detailauflösung die Kontrastverstärkung gesteigert wurde. Dies erfolgt einmal durch die Aufteilung der von der Fernsehkamera abzutastenden Fläche in Bildelemente, und zum zweiten durch Integration über der Fläche.

In der DE-AS 12 00 970 ist ein Elektronenbildverstärkerschirm für ein Elektronenmikroskop beschrieben, das aus zwei, einen Kondensator bildenden Metallschichten besteht, der durch eine Kunststoffmembran getrennt ist. Auf diesen Kondensator ist eine Selenschicht aufgetragen. Durch die einfallenden Elektronen mit hoher Geschwindigkeit wird die Selenschicht entsprechend der In tensität der Elektronenstrahlen leitend gemacht. Die durch eine Abtastung aufgebrachten Ladungen fließen zwischen den einzelnen Abtastungen entsprechend der Leitfähigkeit ab. Die für die Auf ladung der Selenschicht erforderliche Elektronenmenge wird er faßt und liefert ein entsprechendes Ausgangssignal.

Aus der DE-AS 17 89 009 ist ein Röntgenbildverstärker mit einer Trägerfolie für den Ausgangsleuchtschirm eines Röntgenbildver stärkers bekannt, die an dem Gehäuse des Röntgenbildverstärkers befestigt ist. In der DE-AS 11 41 321 ist eine Vidikon-Aufnahme röhre beschrieben, bei der das Fenster der Röhre und deren Kol ben mit einer Indium-Zinn-Legierung vakuumdicht miteinander ver bunden sind.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine kombinierte Bild verstärker-Fernsehaufnahmeröhre der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch eine hohe Quantenausbeute bei gleich zeitiger hoher Bildqualität auszeichnet und die sich leicht und problemlos herstellen sowie vor dem Zusammenbau überprüfen läßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schicht system eine erste, elektronendurchlässige, leitende, lichtreflek tierende Schicht aufweist, auf der ersten, elektronendurchläs sigen, leitenden, lichtreflektierenden Schicht ein Leuchtschirm angebracht ist, der Leuchtschirm von einer lichtdurchlässigen Leitschicht abgedeckt ist, auf der eine Photohalbleiterschicht aufgetragen ist, und das Schichtsystem von einer Trägerschicht getragen wird, die Teil des Schichtsystems ist. Dieses in die kombinierte Bildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre eingebaute Schichtsystem kann mit der Beschleunigungsspannung von 25 kV der üblichen Bildverstärkerröhren bei hoher Bildqualität be trieben werden. Auch läßt es sich, da es nicht hygroskopisch ist, unter normalen Bedingungen herstellen.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale wird der Erfindungsgedanke vorteilhaft weitergebildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahme röhre zur Erläuterung der Erfindung,

Fig. 2 eine Ausführungsform des Schichtsystems der Röhre gemäß Fig. 1 in geschnittener Darstellung, und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des Schicht systems der Röhre gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 ist eine kombinierte Röntgenbildverstärker- Fernsehaufnahmeröhre mit einem Vakuumgefäß dargestellt, das aus einem Kolben 1 besteht, der den Bildverstärker teil umfaßt. Der Kolben 1 weist einen Pumpstutzen 2 auf, der ein Evakuieren des Vakuumgefäßes ermöglicht. In dem Kolben 1 sind ein Eingangsschirm 3 und eine Elektronenoptik 4 angeordnet. Ein Schichtsystem 5 bil det den Ausgangsschirm des Bildverstärkerteiles und gleichzeitig den Eingangsschirm der direkt angekoppel ten Fernsehaufnahmeröhre, die aus einem Glasrohr 6 und einem Elektrodensystem besteht, bei dem zur Verein fachung nur die Kathode 7 dargestellt ist, die einen Abtaststrahl 8 zum Schichtsystem 5 aussendet. Das Glas rohr 6 wird von einer Ablenkeinheit 9 umfaßt. Das Video signal wird von dem Schichtsystem 5 in üblicher Weise abgeleitet und über einen Kondensator 10 an einem Ar beitswiderstand 11 abgegriffen. In einem nicht darge stellten Videoverstärker wird das Videosignal verstärkt und anschließend auf einem Monitor wiedergegeben.

In der Fig. 2 ist das Schichsystem 5 mit seiner Be festigung in der kombinierten Röntgenbildverstärker-Fernseh aufnahmeröhre dargestellt. Auf einer Trägerschicht 12, die zwischen einem Ring 13 eingespannt ist, ist auf der Bildverstärkerseite ein Leuchtschirm 14 aufge dampft oder aufsedimentiert. Vor diesem Leuchtschirm 14 befindet sich eine elektronendurchlässige, leiten de, lichtreflektierende Schicht 15, die beispielswei se aus Aluminium bestehen kann. Diese Schicht 15 dient in bekannter Weise zur Reflexion des in dem Leucht schirm 14 erzeugten Lichtes. Auf der Trägerschicht 12 ist auf der Seite der Fernsehaufnahmeröhre eine licht durchlässige Leitschicht 16 aufgebracht, die bei spielsweise aus SnO₂ besteht. Als nächstes ist auf die Leitschicht 16 ein Photohalbleiter 17 aufgetra gen, der beispielsweise aus CdSe oder amorphen Sili cium-Kohlenwasserstoffen bestehen kann. Dieser Photo halbleiter 17 ist mit einer Deckschicht 18, z. B. aus As₂S₃, abgedeckt.

Dieses zwischen dem Ring 13 aufgespannte Schichtsystem 5 ist über Halteteile 19 mit der Gehäusewandung ver bunden. In der Fig. 2 ist zwischen dem Kolben 1 des Bildverstärkers und dem Glasrohr 6 der Fernsehauf nahmeröhre eine Dichtung 20 angebracht, in die die Halteteile 19 eingearbeitet sind. Die Dichtung 20 kann beispielsweise aus Indium gebildet sein. Die erste Schicht 15 und die Leitschicht 16 sind über eine Brük ke 21 elektrisch miteinander verbunden. Die Halteteile 19 können aus dünnen Drähten bestehen, die nach außen geführt sein können. Eine zwischen der Brücke 21 und den Halteteilen 19 angebrachte Verbindung 22 kann so mit gleichzeitig eine Ableitung des Photostromes nach außen über die Halteteile 19 bewirken.

In der Fig. 3 ist auf die Trägerschicht 12 auf der Seite der Fernsehaufnahmeröhre zuerst die erste Schicht 15 aufgetragen, auf die der Leuchtschirm 14 aufge dampft ist. Der Leuchtschirm 14 wird von einer licht durchlässigen Trennschicht 23 überdeckt. Auf die Trenn schicht 23 sind die Leitschicht 16 und der Photohalb leiter 17 aufgetragen.

Die Trägerschicht 12 und die Trennschicht 23 können entweder aus Glimmer, einer Polyamidfolie oder einer Glasfolie bestehen.

Die Funktionsweise der kombinierten Röntgenbildverstärker- Fernsehaufnahmeröhre wird im folgenden näher erläu tert. Der Eingangsschirm 3 des Röntgenbildverstärker teiles liegt auf negativer Hochspannung von beispiels weise 25 kV. Die von dem Eingangsschirm 3 ausgehenden Elektronen werden durch die Elektronenoptik 4 auf den Leuchtschirm 14 fokussiert. Sie durchdringen größten teils die erste Schicht 15 und regen den Leuchtschirm 14 an. Dessen Licht wird auf der einen Seite durch die erste Schicht 15 reflektiert, durchtritt auf der ande ren Seite die Trägerschicht 12 und die Leitschicht 16 und trifft auf dem Photohalbleiter 17 auf. Durch den inneren Photoeffekt entsteht ein Ladungsgebirge, das in herkömmlicher Art von dem gebündelten Abtaststrahl 8 der Kathode 7 abgetastet wird. Der Signalstrom kann an der Leitschicht 16, die mit der ersten Schicht 15 verbunden ist, abgenommen werden und wird dem Video verstärker zugeführt. Durch die Brücke 21, die die erste Schicht 15 und die Leitschicht 16 elektrisch verbindet, erübrigt sich eine Verbindung zur Ladungs ableitung von der ersten Schicht 15 nach 0 Volt, die zu unzulässig hohen kapazitiven Belastungen der Leit schicht 16 und damit des Einganges des Videoverstär kers führen würde, so daß eine Verschlechterung des elektrischen Störabstandes vermieden wird.

Bei der Herstellung der kombinierten Bildverstärker- Fernsehaufnahmeröhre können für den Bildverstärker so wie für die Fernsehaufnahmeröhre der Eingangsschirm 3 und die Elektronenoptik 4 in dem Kolben 1 sowie das Elektrodensystem mit der Kathode 7 in dem Glasrohr 6 in üblicher Weise angebracht werden. Anschließend wird das Schichtsystem 5 mit der Dichtung 20 (Indium-Seal) zwischen den Kolben 1 und das Glasrohr 6 gebracht und abgedichtet. Der Anschluß an die Leitschicht 16 wird durch die Dichtung 20 herausgeführt. Da zwischen dem Ring 13 und der Dichtung 20 die Halteteile 19 ange bracht sind, die aus einzelnen Drähten bestehen kön nen, ist zwischen ihnen so viel Zwischenraum, daß die gesamte kombinierte Bildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre durch den Pumpstutzen 2 abgepumpt werden kann.

Auch läßt sich das Schichtsystem 5 bei einem eventuel len Defekt leicht auswechseln, indem man das Vakuum gefäß mit einem Schutzgas füllt und anschließend unter einer Schutzgasatmosphäre das Glasrohr 6 abnimmt und das Schichtsystem 5 durch ein neues ersetzt. Zusammen mit einer neuen Dichtung 20 läßt sich das Vakuumge fäß wieder evakuieren.

Claims

1. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre, bei der der Ausgangsschirm des Röntgenbildverstärkers mit dem Ein gangsschirm des Fernsehaufnahmesystems vereinigt ist und aus einem Schichtsystem (5) besteht, dadurch ge kennzeichnet, daß

a) das Schichtsystem (5) eine erste, elektronendurchlässige, leitende, lichtreflektierende Schicht (15) aufweist,
b) auf der ersten, elektronendurchlässigen, leitenden, licht reflektierenden Schicht (15) ein Leuchtschirm (14) angebracht ist,
c) der Leuchtschirm (14) von einer lichtdurchlässigen Leit schicht (16) abgedeckt ist, auf der eine Photohalbleiter schicht (17) aufgetragen ist,
d) das Schichtsystem (5) von einer Trägerschicht (12) getragen wird, die Teil des Schichtsystems (5) ist.

2. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (15) und die Leitschicht (16) durch eine Brücke (21) elektrisch miteinander verbunden sind.

3. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß auf der Photohalbleiterschicht (17) eine elek tronendurchlässige Deckschicht (18) aufgetragen ist.

4. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Photohalbleiterschicht (17) aus CdSe besteht.

5. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerschicht (12) auf der dem Rönt genbildverstärker zugewandten Seite des Schichtsystems (5) vor der ersten Schicht (15) angebracht und elektronendurchlässig ist.

6. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerschicht (12) zwischen der er sten Schicht (15) und dem Leuchtschirm (14) angeordnet und elek tronendurchlässig ist.

7. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, daß zwischen dem Leuchtschirm (14) und der Leitschicht (16) eine lichtdurchlässige Trennschicht (23) angeordnet ist.

8. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß die Trägerschicht (12) zwischen dem Leuchtschirm (14) und der Leitschicht (16) angeordnet und lichtdurchlässig ist.

9. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerschicht (12) aus Glimmer, ei ner Polyamidfolie oder einer Glasfolie besteht.

10. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Trägerschicht (12) an einem Ring (13) befestigt ist, der in der kombinierten Röntgenbildverstär ker-Fernsehaufnahmeröhre durch Halteteile (19) derart angeord net ist, daß ein Evakuieren der Fernsehaufnahmeröhre durch einen Pumpstutzen (2) des Röntgenbildverstärkers ermöglicht wird.

11. Kombinierte Röntgenbildverstärker-Fernsehaufnahmeröhre mit einem Vakuumgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß das Gefäß einen den Röntgenbildverstärker umfassenden Kolben (1) aufweist, an dem ein das Fernsehaufnahmesystem umgreifendes Glasrohr (6) angebracht ist, und daß zwischen dem Kolben (1) und dem Glasrohr (6) eine Dichtung (20) angeordnet ist.